22.(12分)重力勢能EP=mgh實際上是萬有引力勢能在地面附近的近似表達式,其更精確的表達式為EP=-GMm/r,式中G為萬有引力恒量,M為地球質(zhì)量,m為物體的質(zhì)量,r為物體到地心的距離,并以無限遠處引力勢能為零。
現(xiàn)有一質(zhì)量為m的地球衛(wèi)星,在離地面高度為H處繞地球做勻速圓周運動。已知地球半徑為R,地球表面的重力加速度為g,地球質(zhì)量未知,試求:
(1) 衛(wèi)星做勻速圓周運動的線速度;
(2)衛(wèi)星的引力勢能;
(3)衛(wèi)星的機械能;
(4)若要使地球上的衛(wèi)星能依靠慣性飛離地球(飛到引力勢能為零的地方),則衛(wèi)星至少要具有多大的初速度?
21.(12分)如圖所示,一個開口向上的圓筒氣缸直立于地面上,距缸底2L處固定一個中心開孔的隔板a,在小孔處裝有一個能向下開啟的單向閥門b,只有當上部壓強大于下部壓強時,閥門才開啟。C為一質(zhì)量與摩擦均不計的活塞,開始時隔板以下封閉氣體壓強為1.1P0(P0為大氣壓強);隔板以上由活塞c封閉的氣體壓強為P0,活塞c與隔板距離為L,F(xiàn)對活塞c施加一個豎直向下緩慢增大的力F,設氣體溫度保持不變,已知F增大到Fo時,可產(chǎn)生向下的壓強為0.1P0,活塞與隔板厚度均可不計,求:
(1)當力緩慢增大到2Fo時,活塞c距缸底高度是多少?
(2)當力F增大到多少時,活塞c恰好落到隔板上?
20.(10分)一輛汽車的質(zhì)量是5×103kg,發(fā)動機的額定功率為60kW,汽車所受阻力恒為5000N,如果汽車從靜止開始以0.5m/s2的加速度做勻加速直線運動,功率達到最大后又以額定功率運動了一段距離后汽車達到最大速度,在整個過程中,汽車運動了125m,問在這個過程中,汽車的牽引力做了多少功?
下面某位同學的解法。
,W=Fs=7500×125J=9.375×105J。
請你對這位同學的解法做出評價,若不同意,請給出你的解法。
19.(8分)學了法拉第電磁感應定律E∝ 后,為了定量驗證感應電動勢E與時間△t成反比,某小組同學設計了如圖24所示的一個實驗裝置:線圈和光電門傳感器固定在水平光滑軌道上,強磁鐵和擋光片固定在運動的小車上。每當小車在軌道上運動經(jīng)過光電門時,光電門會記錄下?lián)豕馄膿豕鈺r間△t,同時觸發(fā)接在線圈兩端的電壓傳感器記錄下在這段時間內(nèi)線圈中產(chǎn)生的感應電動勢E。利用小車末端的彈簧將小車以不同的速度從軌道的最右端彈出,就能得到一系列的感應電動勢E和擋光時間△t。
在一次實驗中得到的數(shù)據(jù)如下表:
次數(shù) 測量值 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
E/V |
0.116 |
0.136 |
0.170 |
0.191 |
0.215 |
0.277 |
0.292 |
0.329 |
△t/×10-3s |
8.206 |
7.486 |
6.286 |
5.614 |
5.340 |
4.462 |
3.980 |
3.646 |
(1)觀察和分析該實驗裝置可看出,在實驗中,每次測量的△t時間內(nèi),磁鐵相對線圈運動的距離都__________(選填“相同”或“不同”),從而實現(xiàn)了控制_______________不變;
(2)在得到上述表格中的數(shù)據(jù)之后,為了驗證E與△t成反比,他們想出兩種辦法處理數(shù)據(jù):第一種是計算法:算出________________________________________________,若該數(shù)據(jù)基本相等,則驗證了E與△t成反比;第二種是作圖法:在直角坐標系中作____________________________________________關系圖線,若圖線是基本過坐標原點的傾斜直線,則也可驗證E與△t成反比。
18.(8分)某同學在做研究彈力和彈簧伸長的關系的實驗中,設計了如 圖所示的實驗裝置。所用的鉤碼每只的質(zhì)量都是30 g,他先測出不掛鉤碼時彈簧的自然長度,再將5個鉤碼逐個掛在彈簧的下端,每次都測出相應的彈簧總長度,將數(shù)據(jù)填在了下面的表中。(彈力始終未超過彈性限度):
(1)試根據(jù)這些實驗數(shù)據(jù)計算彈力的大小填入表格內(nèi),并在下圖給定的坐標紙上作出彈簧所受彈力大小F跟彈簧總長L之間的關系圖線
(2)寫出彈簧彈力與彈簧長度之間的關系式
(3)說明圖線跟坐標軸交點的物理意義。
鉤碼質(zhì)量(g) |
0 |
30 |
60 |
90 |
120 |
150 |
彈簧總長(cm) |
6.00 |
7.15 |
8.34 |
9.48 |
10.64 |
11.79 |
彈力大小(N) |
|
|
|
|
|
|
17.(6分)一個學生使用萬用表測定如圖所示的電路中R1和R2的電阻,R1>R2。他的實驗步驟如下:
(A)把選擇開頭扳到“”的歐姆檔上;
(B)把表筆插入測試筆插孔中,進行歐姆調(diào)零;
(C)把兩表筆同時與R1的兩端接觸,發(fā)現(xiàn)這時指針偏轉(zhuǎn)適中,隨即記下歐姆數(shù)值;
(D)把選擇開頭拔到“”的歐姆檔,把兩根表筆同時與R2的兩端接觸,指針偏轉(zhuǎn)適中,隨即記下歐姆數(shù)值;
(E)斷開電路開關,實驗完畢。
這個學生在實驗中違反了哪些使用規(guī)則?請指出并寫下正確的操作:
16.(4分)如圖,用一個帶有刻度的注射器及
計算機輔助系統(tǒng)來探究氣體的壓強和體積關
系,實驗中應保持不變的參量是________;
它的壓強是由圖中_____________________
____________________得到。
15.(4分)某同學以線狀白熾燈為光源,利用狹縫觀察光的衍射現(xiàn)象后,總結(jié)出以下幾點:
a.若狹縫與燈絲平行,衍射條紋與狹縫平行
b.若狹縫與燈絲垂直,衍射條紋與狹縫垂直
c.衍射條紋的疏密程度與狹縫寬度有關
d.衍射條紋的間距與光的波長無關
以上幾點中,你認為正確的是_________。
14.如圖所示,消防車梯子的下端用光滑鉸鏈固定在車上,上端擱在豎直光滑的墻壁上,當消防隊員沿梯子勻速向上爬時,下列說法中正確的是 ( )
A.鉸鏈對梯的作用力減。
B.墻對梯的彈力不變;
C.地面對車的摩擦力增大;
D.地面對車的彈力不變。
13.如圖所示,豎直放置的彎曲管ABCD,A管接一密閉球形容器,內(nèi)有一定質(zhì)量的氣體,B管開口,水銀柱將兩部分氣體封閉,各管形成的液面高度差分別為h1、h2和h3.外界大氣壓強為H0(cmHg).后來在B管開口端注入一些水銀,則 ( )
A、注入水銀后C、D管內(nèi)氣體的體積一定減小
B、注入水銀前A內(nèi)氣體的壓強為H0+ h1+ h3
C、注入水銀后液面高度差的變化量△h3>△h2
D、注入水銀后h1增大h3減小,A管內(nèi)氣體的壓強可能不變
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